論文の概要: Impact of surface and laser-induced noise on the spectral stability of
implanted nitrogen-vacancy centers in diamond
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.09483v2
- Date: Fri, 6 Aug 2021 15:35:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-30 07:26:25.838436
- Title: Impact of surface and laser-induced noise on the spectral stability of
implanted nitrogen-vacancy centers in diamond
- Title（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔中心のスペクトル安定性に及ぼす表面およびレーザー誘起ノイズの影響
- Authors: Srivatsa Chakravarthi, Christian Pederson, Zeeshawn Kazi, Andrew
Ivanov and Kai-Mei C. Fu
- Abstract要約: 量子ネットワーク技術は ダイヤモンドの窒素空洞を 利用しています
イオン注入と高温真空アニールにより, 単一NV中心を創出する。
NV$-$の電荷状態と放出周波数の長期安定性が示されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Scalable realizations of quantum network technologies utilizing the nitrogen
vacancy center in diamond require creation of optically coherent NV centers in
close proximity to a surface for coupling to optical structures. We create
single NV centers by $^{15}$N ion implantation and high-temperature vacuum
annealing. Origin of the NV centers is established by optically detected
magnetic resonance spectroscopy for nitrogen isotope identification. Near
lifetime-limited optical linewidths ($<$ 60 MHz) are observed for the majority
of the normal-implant (7$^\circ$, $\approx$ 100 nm deep) $^{15}$NV centers.
Long-term stability of the NV$^-$ charge state and emission frequency is
demonstrated. The effect of NV-surface interaction is investigated by varying
the implantation angle for a fixed ion-energy, and thus lattice damage profile.
In contrast to the normal implant condition, NVs from an oblique-implant
(85$^\circ$, $\approx$ 20 nm deep) exhibit substantially reduced optical
coherence. Our results imply that the surface is a larger source of
perturbation than implantation damage for shallow implanted NVs. This work
supports the viability of ion implantation for formation of optically stable NV
centers. However, careful surface preparation will be necessary for scalable
defect engineering.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔中心を利用した量子ネットワーク技術のスケーラブルな実現には、光学構造と結合する表面に近い光コヒーレントなNV中心を作成する必要がある。
我々は1つのNV中心を$^{15}$Nイオン注入と高温真空焼鈍により生成する。
NV中心の起源は、窒素同位体同定のための光学的に検出された磁気共鳴分光によって確立される。
通常の実装(7$^\circ$, $\approx$100 nm deep)のほとんどの場合、寿命制限光線幅$<$ 60 MHz)は、$^{15}$NVセンターで観測される。
NV$^-$の電荷状態と放出周波数の長期安定性を示す。
nv-表面相互作用の効果は固定イオンエネルギーの注入角度を変化させることで検討され、格子損傷プロファイルが得られた。
通常のインプラント条件とは対照的に、斜め実装(85$^\circ$, $\approx$ 20 nm)のNVは、光コヒーレンスを著しく減少させる。
その結果, 浅部移植NVに対する移植損傷よりも表面の摂動源が大きいことが示唆された。
この研究は、光学安定なNV中心形成のためのイオン注入の実現性を支持する。
しかし、スケーラブルな欠陥エンジニアリングには注意深い表面準備が必要である。
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